[實(shí)用新型]一種用于微創(chuàng)手術(shù)的新型混聯(lián)機(jī)械手

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420630023.6
• 申請日: 2014-10-28
• 公開（公告）號: CN204207849U
• 公開（公告）日: 2015-03-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李秦川;黃鵬成;柴馨雪;陳巧紅
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江理工大學(xué)
• 主分類號: A61B19/00
• 分類號: A61B19/00
• 代理公司: 杭州九洲專利事務(wù)所有限公司 33101
• 代理人: 王洪新

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種用于微創(chuàng)手術(shù)的機(jī)器人，具體是一種混聯(lián)機(jī)械手。

背景技術(shù)

微創(chuàng)手術(shù)與傳統(tǒng)的開膛手術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：切口小，損傷輕，安全有效，可以避免臟器暴露在空氣中以減少感染；可以減少病人手術(shù)后的痛苦，病人康復(fù)較快并且可在術(shù)后短期內(nèi)恢復(fù)正常活動，治療效果等于或高于傳統(tǒng)外科手術(shù)方法；術(shù)后傷口比傳統(tǒng)外科手術(shù)美觀，愈合后疤痕小。而隨著微創(chuàng)手術(shù)在臨床手術(shù)中的不斷應(yīng)用和發(fā)展，具有更高手術(shù)精度和操作便捷性的微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人也應(yīng)運(yùn)而生了。1994年美國Computer?Motion公司研制了第一臺協(xié)助微創(chuàng)手術(shù)的內(nèi)窺鏡自動定位系統(tǒng)即AESOP機(jī)器人，它采用串聯(lián)結(jié)構(gòu)；1998年推出ZEUS微創(chuàng)手術(shù)操作機(jī)器人，該系統(tǒng)采用主從操作技術(shù)；2000年da?Vinci系統(tǒng)研制成功并于當(dāng)年7月經(jīng)美國FDA批準(zhǔn)成為允許在臨床使用的第一個合法的商品化手術(shù)機(jī)器人，它已經(jīng)用于臨床并取得很好的效果。

但由于現(xiàn)有的微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人體積較大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、控制繁瑣、費(fèi)用較高，在推廣應(yīng)用時(shí)還受到較多局限，需要進(jìn)一步改進(jìn)。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是克服上述背景技術(shù)中的不足，提供一種用于微創(chuàng)手術(shù)的新型混聯(lián)機(jī)械手，該機(jī)械手應(yīng)具有結(jié)構(gòu)緊湊、較為靈活、安全性高的特點(diǎn)。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：一種用于微創(chuàng)手術(shù)的新型混聯(lián)機(jī)械手，其特征在于：包括環(huán)形底座、定位在底座上方并向下穿越底座的手術(shù)模塊以及并聯(lián)連接在底座與手術(shù)模塊之間以驅(qū)動手術(shù)模塊運(yùn)動的三個分支機(jī)構(gòu)；

所述每個分支機(jī)構(gòu)包括依次連接在手術(shù)模塊與底座之間的第一轉(zhuǎn)動副、第一連桿、第二轉(zhuǎn)動副、第二連桿、第三轉(zhuǎn)動副、第三連桿、第四轉(zhuǎn)動副、第四連桿以及第五轉(zhuǎn)動副；每個分支機(jī)構(gòu)的第二轉(zhuǎn)動副軸線與第三轉(zhuǎn)動副軸線互相平行并且垂直于第一轉(zhuǎn)動副軸線與第五轉(zhuǎn)動副軸線；

所述第四轉(zhuǎn)動副軸線平行于第二轉(zhuǎn)動副軸線；三個分支機(jī)構(gòu)中所有第一轉(zhuǎn)動副軸線共軸并且所有第五轉(zhuǎn)動副軸線均同時(shí)相交于第一轉(zhuǎn)動副軸線上的一固定點(diǎn)；或者，所述第四轉(zhuǎn)動副軸線垂直于第二轉(zhuǎn)動副軸線；三個分支機(jī)構(gòu)中所有第一轉(zhuǎn)動副軸線共軸并且所有第四轉(zhuǎn)動副軸線與第五轉(zhuǎn)動副軸線均同時(shí)相交于第一轉(zhuǎn)動副軸線上的一固定點(diǎn)。

所述手術(shù)模塊包括可轉(zhuǎn)動地定位在所有第一連桿上的手術(shù)工具以及用于驅(qū)動手術(shù)工具旋轉(zhuǎn)的電機(jī)；所述手術(shù)工具的轉(zhuǎn)動軸線與第一轉(zhuǎn)動副軸線共軸。

所述手術(shù)工具外可轉(zhuǎn)動地穿套一套筒，三個分支機(jī)構(gòu)的第一連桿均與該套筒形成第一轉(zhuǎn)動副。

所述電機(jī)通過支架固定在其中一個分支機(jī)構(gòu)的第一連桿上，支架又與所述套筒固定。

本實(shí)用新型的有益效果是：

本實(shí)用新型采用結(jié)構(gòu)緊湊的混聯(lián)機(jī)構(gòu)，不僅可以保證較高的剛度，而且運(yùn)動累計(jì)誤差小于串聯(lián)機(jī)構(gòu)，可以提高手術(shù)精度；本實(shí)用新型可以驅(qū)動手術(shù)模塊繞切口靈活地運(yùn)動，不僅可以滿足微創(chuàng)手術(shù)的要求，而且可以減小對切口的傷害，安全性較高；本實(shí)用新型還可用作教學(xué)培訓(xùn)的模擬手術(shù)器具；因此，本實(shí)用新型對于提高微創(chuàng)手術(shù)的進(jìn)一步推廣具有重要意義。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例一的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例一中一個分支機(jī)構(gòu)的示意圖。

圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例二的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例二中一個分支機(jī)構(gòu)的示意圖。

圖5是本實(shí)用新型工作方式的示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合說明書附圖，對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，但本實(shí)用新型并不局限于以下實(shí)施例。

實(shí)施例一

如圖1所示，一種用于微創(chuàng)手術(shù)的新型混聯(lián)機(jī)械手，包括環(huán)形底座3、手術(shù)模塊以及三個分支機(jī)構(gòu)。

所述手術(shù)模塊定位在底座上方，包括手術(shù)工具4以及用于驅(qū)動手術(shù)工具旋轉(zhuǎn)的電機(jī)6；所述手術(shù)工具一般為腹腔鏡器械(具體指切開刀、分離鉗、沖洗器、內(nèi)窺鏡)，并且手術(shù)工具的下端向下穿越底座的中部空腔31后伸入底座下方。

所述三個分支機(jī)構(gòu)并聯(lián)連接在底座與手術(shù)模塊之間，可用于驅(qū)動手術(shù)模塊運(yùn)動；每個分支機(jī)構(gòu)均為五自由度機(jī)械臂，包括由上往下依次連接在手術(shù)模塊與底座之間的第一轉(zhuǎn)動副21、第一連桿11、第二轉(zhuǎn)動副22、第二連桿12、第三轉(zhuǎn)動副23、第三連桿13、第四轉(zhuǎn)動副24、第四連桿14以及第五轉(zhuǎn)動副25。